CN216044087U - 气体混合装置和废气再循环系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种气体混合装置和废气再循环系统，所述气体混合装置能够用于发动机的废气再循环系统中，其中，所述气体混合装置包括壳体和在壳体上构造的第一气体通道、第二气体通道和缩放管，所述第一和第二气体通道的入口、缩放管的出口设置在壳体上，第一和第二气体通道的出口和缩放管的入口在壳体内交汇，在交汇处靠近第二气体通道的出口安装有喷嘴，所述喷嘴的背离第二气体通道的末端缘构造成包含交替分布的波峰部和波谷部，所述波峰部形成第二出口，所述波谷部形成第一出口，第一气体通道的气体通过第一出口并且第二气体通道的气体通过第二出口进入缩放管中。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车废气再循环领域，尤其涉及一种用于发动机废气再循环系统的气体混合装置。
背景技术
在现有的汽车发动机中，一般具有废气再循环系统，废气再循环系统把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸，从而减少氮氧化物（NOx）的产生。
在现有的废气再循环系统中，通常在排气EGR（Exhaust Gas Recirculation）管与发动机进气歧管之间安装有气体混合装置以促进废气与空气以及燃料的充分混合。气体混合装置通常包括喷管和扩压管，空气和燃料从喷管进入气体混合装置，并且在喷管的出口、即扩压管的入口处与同样流经此处的废气进行混合，最后经扩压管扩压后流出。但是在喷管的出口处的气体混合通常效率较低，无法实现废气与空气以及燃料在气体混合装置中充分混合。
实用新型内容
根据不同的方面，本实用新型的目的之一在于解决如何更有效地促进在气体混合装置中的气体充分混合的问题。
此外，本实用新型还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。
根据本实用新型的一方面，提供了：
一种气体混合装置，能够用于发动机的废气再循环系统中，其中，所述气体混合装置包括壳体和在壳体上构造的第一气体通道、第二气体通道和缩放管，所述第一和第二气体通道的入口、缩放管的出口设置在壳体上，第一和第二气体通道的出口和缩放管的入口在壳体内交汇，在交汇处靠近第二气体通道的出口安装有喷嘴，所述喷嘴的背离第二气体通道的末端缘构造成包含交替分布的波峰部和波谷部，所述波峰部形成第二出口，所述波谷部形成第一出口，第一气体通道的气体通过第一出口并且第二气体通道的气体通过第二出口进入缩放管中。
根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种废气再循环系统，其中，所述废气再循环系统包括以上所述的气体混合装置。
附图说明
参考附图，本实用新型的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，
图1示出了根据本实用新型的第一实施例提出的气体混合装置的结构示意图；
图2示出了根据本实用新型的第一实施例提出的气体混合装置的喷嘴的结构示意图；
图3示出了在根据本实用新型的第一实施例提出的气体混合装置的喷嘴处气体的混合方式；
图4示出了根据本实用新型的第二实施例提出的气体混合装置的喷嘴头的结构示意图；
图5示出了根据本实用新型的第三实施例提出的气体混合装置的喷嘴头的结构示意图。
具体实施方式
容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。
参考图1，其示出了根据本实用新型的第一实施例提出的气体混合装置100的结构示意图，图1中的粗箭头代表气体的流动方向。所述气体混合装置100在废气再循环系统中布置在排气EGR管与发动机进气歧管之间，包括壳体5，在壳体5上构造有第一气体通道1用于引入废气、第二气体通道2用于引入空气、第三气体通道3用于引入燃料和缩放管4用于对气体进行扩压。第一气体通道1和第二气体通道2的气体入口布置在壳体5上，第三气体通道3从壳体5向外伸出，并在其端部形成第三气体通道3的气体入口。其中，第一气体通道1和第二气体通道2的气体出口与缩放管4的气体入口交汇，即第一气体通道1和第二气体通道2的气体出口布置在缩放管的气体入口处。在交汇处靠近第二气体通道2出口地安装有喷嘴6，在喷嘴6上构造有第一出口10和第二出口20分别用于将第一气体通道1中的气体和第二气体通道2中的气体引入到缩放管4中。第三气体通道3具有第三出口30，第三出口30构造在喷嘴6靠近第二气体通道2的一端，从第三出口30流出的燃料与第二气体通道2流出的空气在喷嘴6处进行混合。在气体混合装置100工作时，废气、空气和燃料分别从第一气体通道1、第二气体通道2和第三气体通道3的气体入口进入气体混合装置100中，首先空气和燃料从第二气体通道2和第三气体通道3流入到喷嘴6处进行混合，得到空气和燃料的混合气（以下简称空燃混合气），然后空燃混合气在喷嘴6处从第二出口20流出，与同样在喷嘴处6从第一出口10流出的废气混合，最终，混合后的气体经缩放管4扩压后从缩放管4的出口流出气体混合装置100。
参考图2，其示出了根据本实用新型的第一实施例提出的气体混合装置100的喷嘴6的结构示意图。所述喷嘴6安装在靠近第二气体通道2的出口处。所述喷嘴6构造成中心回转体，该中心回转体具有中轴线，由此喷嘴6具有轴向方向和径向方向，轴向方向即为喷嘴6的中轴线的方向，径向方向为垂直于所述中轴线的方向。所述喷嘴6具有基座60和喷嘴头61，所述喷嘴头61具有前边缘610和末端缘611并且通过前边缘610安装在所述基座60处。喷嘴头61的前边缘610优选地构造成圆形，在未示出的实施例中也能够构造成其它形状。所述喷嘴头61的背离第二气体通道2的末端缘611构造成包含交替分布的波峰部62和波谷部63，所述波峰部62为离开喷嘴6的中轴线凸起的波峰的形状，所述波谷部63为朝向喷嘴6的中轴线凹入的波谷的形状，从而末端缘611构造成花瓣形的形状。所述波峰部62形成第二出口20，所述波谷部63形成第一出口10，由此，从第一气体通道1流出的废气通过第一出口10，即波峰部62流入到缩放管4中，从第二气体通道2和第三气体通道3流出的气体通过第二出口20，即波谷部63流入到缩放管4中。
参考图3，其示出了在气体混合装置100的喷嘴6处气体的混合方式。从第一出口10，即波谷部63和第二出口20，即波峰部62流出的废气a和空燃混合气b沿两个方向流动。由于第二出口20为离开喷嘴6中轴线延伸的波峰部62，从第二出口20流出的空燃混合气b的一部分在喷嘴6的径向方向上远离喷嘴6中轴线地流出，而由于第一出口10为向喷嘴6中轴线凹入的波谷部63，从第一出口10流出的废气在喷嘴6的径向方向上靠近喷嘴6中轴线地流出，由此，在气体流出时，在喷嘴6的边缘，废气a和空燃混合气b的流动方向互相成一角度，尤其成一个锐角，使得废气a和空燃混合气b的流动速度的沿喷嘴的径向方向的分量的方向与彼此相反，从而在喷嘴6的边缘形成废气a和空燃混合气b的混合气体的涡流，促进了废气a和空燃混合气b的混合。此外，由于废气a的温度较高，所以其虽然沿第一出口10流出时朝向喷嘴6的中轴线流动，但是随后即向上流动，而空燃混合气b的温度较低，其在沿第二出口20流出后慢慢下沉，即朝向喷嘴6的中轴线流动，所以在离开喷嘴6一段距离之后，两股气流又会进行交汇，此时废气a和空燃混合气b的流动速度的沿径向方向的分量的方向又与彼此相反，从而在此又形成涡流，进一步促进废气a和空燃混合气b的混合。
在图2的实施例中，所述波峰部62和波谷部63沿喷嘴头61的末端缘611的周缘方向均匀地进行布置，使其形成均匀的花瓣状外形。这样布置的好处在于，在每个波峰部62和波谷部63处都能够形成均匀的气流，从而也都能够形成均匀的涡流，提高了气体混合的效率。参考图4，其示出了根据本实用新型的第二实施例提出的气体混合装置的喷嘴头161的结构示意图。其中，波峰部162沿喷嘴的径向方向离开喷嘴中轴线延伸的壁，即波峰部的两个侧壁或波谷部的两个侧壁与彼此成角度，尤其使得波峰部162的宽度沿离开喷嘴中轴线的方向逐渐增大。这种构造方式可以促进更多的空气从远离喷嘴中轴线的部位流出，减小从靠近喷嘴中轴线的部位流出的气体的流量，能够增加在喷嘴边缘处的气体流量。参考图5，其示出根据本实用新型的第三实施例提出的气体混合装置的喷嘴头261的结构示意图。其中，波峰部262沿喷嘴的径向方向离开喷嘴中轴线的方向延伸的壁，即波峰部的两个侧壁或波谷部的两个侧壁与彼此平行。这种构造方式同样起到使通过的气流更加均匀的作用。并且在图5的实施例中，波峰部262和波谷部263与喷嘴的径向方向成角度地凸起和凹入，也即波峰部262和波谷部263组成的花瓣形形状沿喷嘴的中轴线扭转了一个角度。这样的布置方式使得在波峰部262和波谷部263中的气体流向不再是沿喷嘴中轴线方向的直线，在图中呈现为气体流动速度多了一个垂直于纸面的分量。由此，气体流动速度不仅仅能够被分为轴向和径向速度分量，而且多了另一个垂直于轴向方向和径向方向组成的坐标系平面的速度分量。这样可以使得废气a和空燃混合气b在离开喷嘴之后更容易产生涡流，从而得到更好的混合。在未示出的实施例中，波峰部还能够沿喷嘴的径向方向凸起和凹入。
在未示出的实施例中，波峰部和波谷部能够形成正弦函数的形状，由此喷嘴的末端缘形成由正弦函数形状的波峰部和波谷部组成的封闭的周缘，这样有利于喷嘴的加工。此外，喷嘴头的末端缘沿喷嘴的径向方向在最外侧的壁，即波峰部的头部也可以构造成平面形。
应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。
Claims (10)
1.一种气体混合装置，能够用于发动机的废气再循环系统中，其特征在于，所述气体混合装置包括壳体和在壳体上构造的第一气体通道、第二气体通道和缩放管，所述第一和第二气体通道的入口、缩放管的出口设置在壳体上，第一和第二气体通道的出口和缩放管的入口在壳体内交汇，在交汇处靠近第二气体通道的出口安装有喷嘴，所述喷嘴的背离第二气体通道的末端缘构造成包含交替分布的波峰部和波谷部，所述波峰部形成第二出口，所述波谷部形成第一出口，第一气体通道的气体通过第一出口并且第二气体通道的气体通过第二出口进入缩放管中。
2.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，在所述壳体上还构造有具有第三出口的第三气体通道，所述第三出口构造在所述喷嘴靠近第二气体通道的一端处，从所述第三出口流出的气体与第二气体通道中的气体在所述喷嘴处进行混合。
3.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述波峰部沿离开喷嘴中轴线的方向延伸的壁与彼此平行。
4.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述波峰部沿离开喷嘴中轴线的方向延伸的壁与彼此成角度。
5.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述波峰部和波谷部沿所述末端缘的周缘方向均匀地进行布置。
6.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述波峰部和波谷部沿喷嘴的径向方向凸起和凹入。
7.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，所述波峰部和波谷部与喷嘴的径向方向成角度地凸起和凹入。
8.根据权利要求5所述的气体混合装置，其特征在于，所述波峰部和波谷部构造成正弦函数的形状。
9.根据权利要求5所述的气体混合装置，其特征在于，所述末端缘沿喷嘴的径向方向在最外侧的壁构造成平面形。
10.一种废气再循环系统，其特征在于，所述废气再循环系统包括根据权利要求1至9中任一项所述的气体混合装置，所述气体混合装置布置在所述废气再循环系统的排气EGR管与发动机进气歧管之间。
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